二氧化氯处理技术

二氧化氯处理技术【集锦主要内容二氧化氯的性质及杀菌消毒机理紫外线消毒、臭氧、二氧化氯技术比较二氧化氯消毒剂生产和应用中的几个问题二氧化氯发生技术的进展二氧化氯在饮用水处理中的应用研究二氧化氯在饮用水消毒上的应用前景分析不同方法的二氧化氯发生器在饮用水处理中的比较二氧化氯在游泳池消毒中的应用污水二氧化氯消毒技术的研究现状及面临的课题工业循环冷却水使用二氧化氯发生器杀菌灭藻实施方案絮凝-二氧化氯-吸附法处理印染废水二氧化氯处理含酚废水工艺二氧化氯的性质及杀菌消毒机理一、二氧化氯的性质二氧化氯是由汉费莱‐戴维先生于1811年发现到的。

1843年时米隆用盐酸将氯酸钾酸化获得了一种黄绿色气体，并将这一气体吸收在碱性溶液里获得了亚氯酸盐(以及氯酸盐)，而米隆没有将这种气体作为二氧化氯识别。

1811年Garzaralli-Thumlackh鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。

二氧化氯为黄红色气体，带有一种辛辣气味，在空气中的体积浓度超过10%时便有爆炸性，但在水溶液中则无危险性。

比重为3.09克/升(11℃)，熔点-59.5℃，沸点9.9℃(压力为731mmHg时的沸点)。

在20℃和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。

在水中能被光分解，与氨不起反应。

对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L 时，就可使人觉察；45mg/L时，明显地刺激呼吸道。

二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中逸出。

温度升高、曝光或与有机质相接触，会发生爆炸。

因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，现场制备，现场使用。

二、二氧化氯的作用1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。

二氧化氯能在pH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度T有关，是温度（1/T）的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。

二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。

二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强，对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。

2、二氧化氯的氧化作用2.1 二氧化氯对锰的氧化二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰(MnO2)，即：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-通过氧化，二氧化氯对锰的去除率为69%～81%，而氯对锰的去除率仅为25%，一般二氧化氯的投加量为5.0mg/L2.2 二氧化氯对铁的氧化二氧化氯同样也能够把二价的铁氧化成三价的铁，形成氢氧化铁沉淀，即：ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+通过氧化，二氧化氯对铁的去除率为78%～95%，而氯对铁的去除率仅为50%左右，一般二氧化氯的投加量为2.0mg/L。

2.3 二氧化氯对硫化物的氧化二氧化氯在pH值5～9的区间内，很快将硫化物(S2-)氧化成硫酸盐(SO42-)，即：8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+当二氧化氯的投加量为3.0mg/L时，硫的去除率为81%。

2.4 二氧化氯对氰化物的氧化二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-当氰化物的浓度为3.0mg/L，二氧化氯的投加量为5.0mg/L，其氰化物的去除率一般都大于85%。

2.5 二氧化氯对苯酚的氧化二氧化氯对苯酚的氧化去除效果随着二氧化氯投加量的增加而提高(它对苯酚的去除率明显优于液氯)。

当源水中苯酚浓度为2.0mg/L加5mg/L 二氧化氯时，苯酚的去除率一般大于85%。

传统的氯消毒随着液氯投加量的增加，氯代酚的量随之增加，而投加二氧化氯时，则基本上不形成氯代酚。

2.6 二氧化氯对有机物的氧化二氧化氯对有机物的的氧化降解，与氯所不同的最大特点是，它不会生成有机氯代物。

二氧化氯可以控制三卤甲烷(THM)的形成，减少总有机卤的生成。

众所周知，三卤甲烷的前驱物质通常有以下3类：一类是天然大分子有机物，如腐殖酸、灰黄霉酸等；另一类是小分子有机物，如酸类化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多种有机物；第三类是藻类及代谢产物。

我们知道，黄腐酸是腐殖质的主要组成物质，腐殖质里黄腐酸(FA)的含量高达90%。

通过研究和试验表明，二氧化氯与黄腐酸几乎不生成氯仿，而液氯与黄腐酸反应，则会生成大量氯仿。

而且，氯仿的生成量随着液氯的投加量和水中腐殖质含量的增加而增加。

3、二氧化氯的杀菌消毒机理二氧化氯是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效消毒剂（灭菌剂），它可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌、分枝杆菌和病毒等。

其对微生物的杀灭机理为：二氧化氯对细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制徽生物蛋白质的合成来破坏微生物。

紫外线消毒、臭氧、二氧化氯技术比较目前采用的消毒技术主要有：液氯、臭氧、二氧化氯、紫外线。

由于液氯消毒带来的二次污染、以及余氯对人体的刺激使得没有类似问题的其它消毒方法得到应用。

其中，臭氧、紫外线和二氧化氯是新兴的最为重要的消毒方法。

各种消毒杀菌方法的效果和优缺点的比较如表所示。

项目液氯二氧化氯紫外线臭氧需要处理时间10~30 分钟比液氯稍快最小5~10 分钟对细菌的有效性有有有有对病毒的有效性有一些有一些有一些有设备投资最低比液氯高，比其它方法低许多比臭氧高液氯的5 倍运行费用最低比液氯高，比其他方法稍低与臭氧类似比液氯高优点1、价廉2、技术成熟3、有保护性余氯4、有持续杀菌的能力1、价廉2、可现场制造，技术成熟3、有持续杀菌能力杀菌效应快1、除色臭味快2、广谱杀菌消毒，消毒效率是氯消毒的15 倍3、无二次污染缺点1、对病毒无效2、其氧化性对人体有害3、有刺激性气味并损害人体皮肤1、对病毒无效2、气态的二氧化氯是剧毒的化合物，对人体有害，且与液氯一样会有致癌的二次污染物的产生 1 、价格贵2 、无持续杀菌能力3 、对水的前处理要求高4 、穿透力弱1、价格贵2、无持续杀菌能力3、安全要求高适合类型所有类型的污水处理或给水处理 1 、所有类型的污水处理2 、所有类型的给水处理简单空气杀菌、医院、饮料生产用水、污水处理排放1、适合所有场合水处理的杀菌和消毒2、空气消毒3、器械表面消毒通过上表可以看出，在消毒杀菌的有效性方面，臭氧与紫外线差不多，但臭氧的应用范围要比紫外线广泛。

在设备投资和运行费用方面，臭氧≈紫外线>二氧化氯>液氯。

但根据对各种消毒方法的总体评价，臭氧是一种非常好杀菌消毒的方法。

二氧化氯消毒剂生产和应用中的几个问题二氧化氯(以下用ClO2)能有效地除去环境中的多种无机、有机、有毒物质；杀灭各种病菌，病毒。

已广泛地应用于中水处理、污水治理与饮用水消毒处理以及空气净化等环保领域。

被誉为“环境净化剂”。

在环境严重污染，生态日益恶化的今天，ClO2对于治理环境，改善生态，保持国民经济的持续发展，不断提高人民健康状况都将起到越来越重要作用。

然而目前市场上销售的ClO2产品中，很多产品存在严重的问题。

因此，制定ClO2产品标准，规范ClO2市场，推广优良ClO2产品，是当前急需解决的问题。

二氧化氯产品可分为两大类型1、各种类型、各种规格的ClO2发生器目前我国的ClO2发生器从无到有，已有众多生产厂家，但多属于中、小型发生器，其技术水平一般，某些厂家由于技术力量薄弱，研发能力不强，照搬国外的某些落后产品，致使ClO2发生器工艺落后，存在着ClO2的收率低、纯度不高和控制不稳定等缺点，有的发生器副产物得不到分离，因而带来二次污染的弊病，如有的ClO2发生器在生产ClO2的同时产生大量的氯气，氯气在进行水处理时会产生有机氯化物，这会带来更大的危害。

此外对于某些大型ClO2发生器，尚需依赖进口，不能满足环保产业快速发展的需要。

可喜的是目前国内市场上开始出现了一些ClO2发生器新产品，其性能有了很大的提高。

例如，成都立山众联环境污染治理有限公司推出的LSX系列ClO2发生器，包括十项专利，技术先进，无二次污染，自动化程度高，可以安全运转，其多种型号可供选择，已基本上能满足处理上、中、下水的需要。

2、二氧化氯释放剂由于ClO2非常活拨，极不稳定，不易存放，一般都是现用现制。

连续大量的使用时，可用ClO2发生器，产生ClO2后直接通入使用系统，而对于用量相对较小，使用对象又分散的体系，使用ClO2释放剂则比较方便。

只要将ClO2释放药剂按一定比例溶于水中，就可以获得一定浓度的ClO2水溶液。

ClO2释放剂的种类繁多，其大部分都是复方药剂。

产品可按商品包装的特点来区分：有液体、固体，有三元包装、二元包装、一元包装的产品。

ClO2释放剂的品种繁多产品极不规范，质量参差不齐，市场混乱。

更由于某些不负责任的商业诱导和伪科学的虚假宣传，已经很大程度损坏了ClO2的优良形象。

目前市场上销售的ClO2释放剂绝大多数是应用所谓的“稳定性ClO2溶液”或工业亚氯酸钠经过酸化过程，在偏酸性的溶液中实现的。

其实质是溶液中的亚氯酸钠发生歧化反应，生成了ClO2。

当使用盐酸作活化剂时，按下式进行反应：5NaClO2+4HCl= 4ClO2+5NaCl+2H2O该反应的特点是存在着一系列的平行反应和连串反应，且反应的速率很慢，只有当酸化剂的用量大于反应计量的3-5倍时，反应平衡才会向右移动。

当5mol的NaClO2全部歧化时，也只能生成4mol的ClO2，即ClO2-的利用率接近极限值为(4×67.5)/(5×57.5)×1 00%=80%或者说反应物料NaClO2的利用率的极限值为(4×67.5)/(5×90.5)×100%=59.6 6%但在实际应用时，活化反应混合液的酸度不可能很高（PH很低）一般pH=3-4为宜。

这时ClO2-的利用率不到30%，这不仅浪费了大量的NaClO2，更严重的还有大部分的没有转化的ClO2-残留在ClO2 产品的溶液中，而这种有害的ClO2-是很难自然消除的。

因而可以说采用这种方法生产的ClO2消毒剂的品质是很差的。

目前市场上的ClO2消毒剂产品实际情况也正是如此。

我们对市场上现有的某些产品进行了化验分析，同我们研制的产品进行比较，其结果如表：项目生产厂包装ClO2ClO2－Cl2PH转化率河北某厂固体一元265491101.85%天津某厂固体一元662221.635%北京某厂固体一元5116927623%天津某厂液—固二元170105494.514%某厂液—固二元4215442546%上海某厂液—固二元91017753684%本产品液体二元9917711＞95%以上是各厂的产品溶于一定量水中的分析结果，如果在一定量的水中溶解产品的数量增加一倍、二倍，则ClO2的浓度显然也会增加一倍、二倍，但是其副产品ClO2-的浓度，Cl2 的浓度同样也会增加一倍、二倍，而NaClO2的转化率和ClO2的收率是不会改变的。